三维打印机及其打印方法与流程

本发明涉及三维打印技术领域，特别涉及一种三维打印机及其打印方法。

背景技术：
三维打印又称3D打印，属于快速成形技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用成型材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术。过去三维打印在模具制造、工业设计等领域经常被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。三维打印的过程首先是通过计算机辅助设计(CAD)或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，再根据分析截面信息得到加工路径，从而指导打印机逐层打印。作为三维打印技术的典型代表，FDM成型(即FusedDepositionModeling,熔融沉积成型)是一种通过熔融材料叠加堆积而形成三维实体模型的工艺，一般采用逐层固化成型方法，使打印后的树脂一层一层地变成固体，从而产生立体造型产品。常见的成型材料包括ABS、PLA等。一般是通过往三维打印机的打印头上端输入线状的成型材料，线状的成型材料经过在打印头内的高温熔融，从打印头出口挤出约0.1～0.2mm左右的丝状材料，然后把这种丝状材料按照程序，规律地布置在成型座上，从而实现三维成型。随着社会的进步与发展，三维打印技术快速发展并已逐渐进入社会生活的各个领域，一台三维打印机可以采用多种材料进行打印，例如，使用ABS材料的三维打印机，还可使用一些与ABS相近的材料如尼龙等材料进行打印。此外，三维打印机进行打印时可采用多种颜色的材料直接打印出彩色的三维实体。在使用过程中，成型材料一般会容纳在成型材料盒内，而成型材料盒安装在三维打印机的料盒安装架上，通过出料口向三维打印头提供成型材料。从打印头出来的丝状材料，在打印头内时大约是200摄氏度左右的高温，从打印头喷出的时候，丝状材料的温度降低到与环境温度一致。丝状材料布置到成型座上时，由于丝状材料的温度与成型座的温度存在差异，使得丝状材料不能很好地附着在成型座上。打印刚开始时从打印头出来的高温熔融状态的丝状材料，可能会存在局部温度过高，导致存在不能很好地断丝，出现拉丝的情况。在后续的打印过程中，由于存在胶丝内外温度差异的影响，三维模型不能平整地一层一层堆叠起来，容易造成最终打印出来的三维模型存在分层、变形等情况，成型效果不够稳定。现有技术中，有人在三维打印主体的四周设置包围打印主体的密封壳体，密封壳体采用可拆卸的结构，密封壳体上设置保温层，从而实现打印过程中的保温功能。但这种技术方案仍存在缺陷，即密封壳体的尺寸需要事先定制。如果密封壳体自身的高度小于待打印物体的高度，待打印物体高出密封壳体的部分的四周由于没有密封壳体的保温作用，还是会出现分层、变形等现象，影响成型效果。如果定制的密封壳体自身的高度很高，或者是可自由拼接的，虽然可以保证其保温功能，但存在成本较高、拼接不便的问题。

技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供一种能够改善成型效果的三维打印机。为了实现上述的目的，本发明的三维打印机提供如下技术方案：三维打印机，包括打印平台、设置在打印平台上方的打印头、固定在打印平台上承载三维打印实体的成型座、沿与打印平台垂直的方向设置的导轨，打印平台的下方设置有加热装置，打印平台四周设置有保温部件，其中，保温部件由可伸缩的弹性材料制成。作为本发明的三维打印机的一个优选的技术方案为，保温部件与导轨连接。作为本发明的三维打印机的另一个优选的技术方案为，保温部件是双层可充气的装置。作为本发明的三维打印机的又一个优选的技术方案为，保温部件面向三维打印实体的一侧设置有多个小孔。本发明的另一个目的在于提供一种能够改善成型效果的三维打印方法。本发明提供的三维打印机的打印方法，三维打印机包括打印平台、设置在打印平台上方的打印头、固定在打印平台上承载三维打印实体的成型座、沿与打印平台垂直的方向设置的导轨，打印平台的下方设置有加热装置，打印平台四周设置有保温部件，保温部件由可伸缩的弹性材料制成，其打印方法包括以下步骤：在计算机内制作或扫描出需要打印的三维实体的立体模型，并对立体模型进行切片分层，得到所需的三维打印数据，并将三维打印数据提供给三维打印机的控制单元；启动加热装置，加热装置产生的热流抵达打印平台与保温部件围成的空间内；由控制单元控制供料机构向打印头供应成型材料，并根据三维打印数据控制主打印头向成型座逐层喷射熔融后的成型材料；成型材料持续地逐层叠加，固化后形成所需的三维实体。作为本发明的三维打印机的打印方法的一个优选的技术方案为，保温部件与导轨连接。作为本发明的三维打印机的打印方法的另一个优选的技术方案为，保温部件是双层可充气的装置。作为本发明的三维打印机的打印方法的又一个优选的技术方案为，保温部件面向三维打印实体的一侧设置有多个小孔。本发明提供的三维打印机及其打印方法与现有技术相比，三维打印机的打印平台四周设置有保温部件，保温部件由可伸缩的弹性材料制成，这种结构的三维打印机及其打印方法，有效地确保打印物体维持在一个温度范围内，层与层之间温度变化不大，保证了打印质量，保温部件的结构简单，成本低廉，可以根据打印的实际情况随时调整保温部件的高度，克服了由刚性材料做成的保温部件适应性较差及成本较高的问题。附图说明图1是本发明三维打印机实施例一的结构示意图；图2是本发明三维打印机实施例一隐藏保温部件后的结构示意图；图3是本发明三维打印机实施例一的仰视图；图4是本发明三维打印机实施例二的结构示意图；图5是本发明三维打印机实施例二的保温部件与打印平台连接配合的局部结构示意图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例一：如图1、图2、图3所示，本发明提供的三维打印机100，包括打印平台101、设置在打印平台101上方的打印头102、固定在打印平台101上承载三维打印实体103的成型座104、沿与打印平台101垂直的方向设置的导轨105，打印平台101四周设置有保温部件108，打印平台101的下方设置有加热装置109。保温部件108是由可伸缩的弹性材料制成，比如可选用耐高温聚酯薄膜（PET膜）、耐高温聚丙烯薄膜（PP膜）等，其上端与打印平台101的固定框106相连接，其下端则套接在成型座104上。保温部件108与导轨105相连接，使得保温部件108环绕在三维打印实体103的四周。加热装置109可选用多种加热结构，其产生的热气可自下而上形成循环热气流，通过风扇（未示出）的传送，热风穿过打印平台101和保温部件108的间隙上升到打印平台101与保温部件108围成的空间内，保证了在打印过程中三维打印实体103周边的温度。实施例二：如图4、图5所示，优选地，三维打印机200的保温部件208可以是双层可充气的装置，其面向三维打印实体203的一侧设置有多个小孔（未示出）。打印时，热风充入保温部件208的两层之间，使得充气后的保温部件208缓慢膨胀并朝着大致垂直于成型座的方向上升，且始终与三维打印实体203保持一定的间隔。在风扇207的持续作用下，打印平台201下方加热装置产生的热风传递到打印平台201与保温部件208的围成的空间，并在空间内形成循环。本发明提供一种三维打印机的打印方法，其使用了上述实施例中的三维打印机进行打印，三维打印机包括打印平台、设置在打印平台上方的打印头、固定在打印平台上承载三维打印实体的成型座、沿与打印平台垂直的方向设置的导轨，打印平台的下方设置有加热装置，打印平台四周设置有保温部件，保温部件是由可伸缩的弹性材料制成，其打印方法包括以下步骤：在计算机内制作或扫描出需要打印的三维实体的立体模型，并对立体模型进行切片分层，得到所需的三维打印数据，并将三维打印数据提供给三维打印机的控制单元；启动加热装置，加热装置产生的热流抵达打印平台与保温部件围成的空间内；由控制单元控制供料机构向打印头供应成型材料，并根据三维打印数据控制主打印头向成型座逐层喷射熔融后的成型材料；成型材料持续地逐层叠加，固化后形成所需的三维实体。在上述打印方法中，可将三维打印机内的保温部件与导轨连接。保温部件208可以是双层可充气的装置，此时在保温部件208面向三维打印实体203的一侧设置有多个小孔。本发明提供的三维打印机及其打印方法与现有技术相比，三维打印机的打印平台四周设置有保温部件，保温部件由可伸缩的弹性材料制成，这种结构的三维打印机及其打印方法，有效地确保打印物体维持在一个温度范围内，层与层之间温度变化不大，保证了打印质量，保温部件的结构简单，成本低廉，可以根据打印的实际情况随时调整保温部件的高度，克服了由刚性材料做成的保温部件适应性较差及成本较高的问题。本发明并不仅限于上述实施例，根据上述实施例的提示而做出的显而易见的变动以及其他不脱离本发明的构思的改动也应该包括在本发明专利权利要求的保护范围内。